传统硅芯片工艺对现代社会发展产生了极大的推动作用,但是随着科学技术的发展,芯片上集成的晶体管体积逐渐减小,数量逐渐增多,使得晶体管之间的串扰,芯片发热等现象成了制约纳米尺度晶体管发展上难以消除的障碍。而光子因为彼此之间没有相互作用,发热少,运动速度快等特性,比电子更有潜力运用到晶体管的信息传递中来。利用光子代替电子进行计算成了突破瓶颈的关键方法。

利用传统III-V族与IV族半导体为源材料,生长,制备与现代硅芯片工艺兼容的光子学器件,研究其光学性质。

 

不同材料的低维纳米结构如量子阱,量子线,量子点具有的新奇物理特性近年来不断地被科学家们发现,这些发现也推动了基础物理研究与现代科技产业的发展。利用金属催化生长的“free-standing”量子线材料因为其存在金属污染,以及集成上的复杂性等问题,使其在研究与应用上受到了极大的制约。

利用图形衬底上低维量子结构的自组装可控生长(面内生长),研究纳米尺度上的量子输运特性, 构造新型硅基纳米器件。

 

异质结结构由于其界面上下两种材料有晶格常数,能带结构上的差异,会产生应力,电场等效果,对整体的光学,电学性质等进行调控,能利用这些特性来发展能带工程,产生各种各样新奇的物理现象,构造新奇的电学,光学器件。除了新结构的研究之外,工业上也需要通过异质结将器件集成到硅基芯片上。而异质结界面上常见的缺陷,互扩散等问题严重制约了它的发展,如何减少缺陷与互扩散等成了最大的问题。

研究不同界面形态,不同微纳加工结构对III-V族,IV族半导体异质生长的影响。